Казалось бы, если мороз держится неделями, водоём должен промёрзнуть целиком. Но обычно этого не происходит. Рассказываем, почему так!

Зачем на дымовых трубах спираль?

На промышленных дымовых трубах можно увидеть спиральные металлические конструкции, похожие на огромную винтовую резьбу. Это не просто промышленный дизайн: у них есть вполне конкретная функция.

Когда ветер обтекает цилиндрическую трубу, поток отрывается от её поверхности, и за трубой начинают попеременно срываться вихри — то с одной, то с другой стороны. Так возникает вихревая дорожка Кармана, названная в честь физика Теодора фон Кармана, который в начале XX века теоретически исследовал устойчивость таких вихревых структур.

Попеременный срыв вихрей создаёт переменную поперечную силу и заставляет трубу вибрировать. Если частота этих колебаний оказывается близка к собственной частоте трубы, вибрации могут резко усилиться и со временем привести к повреждению конструкции.

Чтобы этого избежать, на трубы устанавливают интерцепторы — спиральные рёбра. Интерцепторы постоянно меняют положение точки отрыва потока вдоль высоты трубы. На одном уровне поток отрывается в одном месте, чуть выше уже в другом. Поэтому вихри перестают срываться одновременно и в одной фазе по всей высоте. Вместо длинных согласованных вихревых структур возникают более мелкие, трёхмерные и менее связанные между собой вихри, тем самым уменьшают вызываемые ветром колебания.